用戶需求+設(shè)計(jì)原則+正確應(yīng)用=設(shè)計(jì)方案
上回的最后,來了兩個(gè)用戶,分別提出了兩個(gè)不同的需求。一個(gè)要求用兩個(gè)開關(guān)控制一個(gè)燈,一個(gè)要求用一個(gè)開關(guān)控制所有的燈。本回將就這兩個(gè)需求進(jìn)行分析。我寫這段話的時(shí)候并沒有想出這個(gè)需求的具體方案,重要的過程,思路有時(shí)候比結(jié)果更重要。所以,我的方案可能會(huì)"跑偏";但是如果你能從過程中體會(huì)到些什么,那這篇就沒有白寫。
兩個(gè)開關(guān)控制一個(gè)燈。這個(gè)問題好像很簡單,把兩個(gè)Switcher的Switchee都設(shè)置為同一個(gè)燈不就結(jié)了嗎?畫個(gè)對(duì)象圖會(huì)是這個(gè)樣子。
有問題嗎?
用戶的真實(shí)需求
考慮一下這個(gè)問題。如果你用Switcher1開了燈,再去開一下Switcher2,燈應(yīng)該是保持開著還是關(guān)了呢?從技術(shù)人員的角度來講,調(diào)用的Switcher的開,當(dāng)然應(yīng)該保持開啦。但是策劃會(huì)說,這兩個(gè)開關(guān)應(yīng)該是相互作用的,還拿出了電路圖給我看。這是的確是張真實(shí)情況下的雙開關(guān)電路圖。
圖2 雙路開關(guān)電路
Switcher1的開關(guān),撥到左邊是開還是關(guān),取決于Switcher2現(xiàn)在是撥在左邊兒還是右邊。電路圖的天然連通性就自然而然地做到了這一點(diǎn)。現(xiàn)實(shí)中的Switcher1不會(huì)去問Switcher2:嘿,哥們,你現(xiàn)在是個(gè)啥狀態(tài)?而我們的代碼中的兩個(gè)Switcher間也不應(yīng)該有什么交集。
總而言之,在這個(gè)需求的要求下,用戶要做的,就是撥一下開關(guān)而已(圖3中JustSwitch方法的作用)。
對(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)的改進(jìn)
在以上需求的約束下,就第一篇開始所寫的Switcher而言,就會(huì)存在著一個(gè)問題。先不說雙開關(guān),單單一個(gè)開關(guān)我們的設(shè)計(jì)就是不符合產(chǎn)品策劃的要求。因?yàn)橹皩懙腟witcher類是有兩個(gè)函數(shù)作開關(guān)控制的。
- public class Switcher
- {
- public ISwitchable Switchee { get; set; }
- public void TurnOn() { Switchee.TurnOn(); }
- public void TurnOff() { Switchee.TurnOff(); }
- }
代碼1
這是有問題的。因?yàn)镾witcher是直接給用戶用的。你覺得用戶是想用哪種開關(guān)呢?
是 還是
呢?
總不能讓用戶根據(jù)現(xiàn)在燈是開著還是關(guān)著讓用戶按不同的按鈕。(使用不同的函數(shù)。)所以Switcher的代碼應(yīng)該是這個(gè)樣子的。
- public class Switcher
- {
- private bool isOn;
- public ISwitchable Switchee { get; set; }
- public void JustSwitch()
- {
- // 根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)選擇正確的操作。
- if (isOn)
- {
- Switchee.TurnOff();
- isOn = false;
- }
- else
- {
- Switchee.TurnOn();
- isOn = true;
- }
- }
- }
代碼2
Switcher自己保存最后一次操作的結(jié)果(當(dāng)前狀態(tài)),并自動(dòng)選擇正確的操作。
支持雙開關(guān)
當(dāng)每個(gè)燈只有一個(gè)開關(guān)的時(shí)候,這個(gè)代碼沒有任何問題。但是出現(xiàn)兩個(gè)開關(guān)的話就沒這么好辦了,自己保存的狀態(tài)是無效的,可能會(huì)被另一個(gè)開關(guān)改掉。如果要達(dá)到和電路圖一樣的效果,Switcher1要么問Switcher2現(xiàn)在是什么狀態(tài),要么問Light是什么狀態(tài)。
直覺上,問Switcher2這事兒不是個(gè)好選擇,因?yàn)橐院筮€可能會(huì)有Switcher3、4。但燈就一個(gè)。但是等等,我們現(xiàn)在的接口是什么樣的?
ISwitchable接口只定義了TurnOn和TurnOff兩個(gè)函數(shù),沒有可以用于查詢燈的當(dāng)前狀態(tài)的方法。這太糟糕了,這意味著接口要改了。改接口永遠(yuǎn)是最糟糕的事情。《軟件框架設(shè)計(jì)的藝術(shù)》里說"API就如同恒星,一旦出現(xiàn),便與我們永恒存在。",聽上去接口寫了就不能改,但是我們的情況要好很多,這個(gè)接口是公司自己定義的,沒有別人用過。所以改改無妨。J只要小小的加一個(gè)方法就可以了。
Switcher的代碼會(huì)是這樣的。Switcher暴露給用戶的應(yīng)該只有 一個(gè)接口。
- public interface ISwitchable
- {
- void TurnOn();
- void TurnOff();
- bool IsOn();
- }
- public class Switcher
- {
- public ISwitchable Switchee { get; set; }
- public void JustSwitch()
- {
- // 根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)選擇正確的操作。
- if (Switchee.IsOn())
- Switchee.TurnOff();
- else
- Switchee.TurnOn();
- }
- }
代碼3
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另一個(gè)極品方案
軟件開發(fā)與建筑施工的最大區(qū)別是,軟件開發(fā)可以選擇先蓋地下室還是天花板。
——我
當(dāng)我們把要做的事情抽象一下,就能很容易地從更高的層次思考問題。比如上面,開關(guān)要知道燈的狀態(tài)??梢猿橄鬄椋?/p>
圖5. 開關(guān)開燈例子的高度抽象
各位可以想到什么設(shè)計(jì)上的問題?比較明顯的問題有兩個(gè)。
- 拉模式 VS推模式。既然圖中為拉模式,那么另一個(gè)思路就是推模式。也許你聽說一個(gè)說法,就是推模式比拉模式要好。但是如果真把推模式用在開關(guān)開燈的例子上,就成了燈的亮與熄,要去通知開關(guān),以便開關(guān)下次Switch的時(shí)候,能做出正確地動(dòng)作。想到這里,我邪惡地笑了。這得多蛋痛???模式的應(yīng)用,永遠(yuǎn)要看上下文。為了撫慰一些推模式死忠們脆弱的心靈,下面會(huì)介紹一個(gè)可行的推模式開燈設(shè)計(jì)。
- A 依賴B。雖然我們有ISwitchable接口,開關(guān)不直接依賴燈,但是你看,我們?yōu)槭裁匆贗Switchable接口里加入IsOn函數(shù)呢?因?yàn)殚_關(guān)需要知道燈的狀態(tài)。所以說,他們之間不但存在著依賴,而且還直接決定了接口的定義。但是與我第一篇文章中介紹的DIP原則是否沖突呢?這取決于你對(duì)開關(guān)的定位。如果只是單純的開關(guān),那么IsOn函數(shù)的引入,就是對(duì)燈的功能的抽象,也就違反了DIP原則;如果你希望開關(guān)有點(diǎn)兒AI,那么顯然它得知道更多的信息(但是這違反了單一責(zé)任原則)。所以看上去,無論從哪個(gè)角度來講,IsOn的引入都是要違反XXXX原則的。
好,為了不違反所有現(xiàn)有的原則。構(gòu)想出設(shè)計(jì)出如下的設(shè)計(jì):
圖6. 引入AI系統(tǒng)對(duì)開關(guān)操作進(jìn)行決策(拉模式)
理智一些吧,我們的開關(guān)公司沒有上市,既沒有資本做AI系統(tǒng),也沒有卡馬克這種不要錢只要漢堡和網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)狂人,我們的用戶也不會(huì)像暗黑的死忠一樣傻等 10年,然后等到一個(gè)需要接網(wǎng)線才能使用的電燈開關(guān)還能用得很愉悅。在這個(gè)發(fā)展階段要做的,只是盡快滿足當(dāng)前的需求。
在達(dá)成需求前,技術(shù)方案的完美度,永遠(yuǎn)是第二位的。第一位的,是有效率地執(zhí)行 + 新穎的思路和方向。思路放后面,是因?yàn)閷?duì)99.9%的情況來說,最不值錢的就是點(diǎn)子,你能想到的,別人可能都已經(jīng)做出來了。即使是Jobs這種用新意折服世界的人,也要靠"現(xiàn)實(shí)扭曲力場(chǎng)"的幫助把自己的觀點(diǎn)有效地推行下去。
所以,這個(gè)方案雖然很不錯(cuò),但是我不愿意繼續(xù)討論了,因?yàn)檫@在現(xiàn)實(shí)中沒有意義,脫離現(xiàn)實(shí)的例子也就不再是好例子了。
我還想說一句,做項(xiàng)目和做人,都不能走極端。另一個(gè)極端是:以敏捷之名,無視一切編碼前的設(shè)計(jì)。我猜這在群人眼中,這個(gè)系列的文章沒有任何意義。
———————————————————牢騷的休止符—————————————————————
再一個(gè)方案
有人可能會(huì)說,讓燈自己控制自己的狀態(tài),也可以解決問題。像下面這樣。
然后把Light類實(shí)現(xiàn)成這個(gè)樣子:(多酷啊,目前為止代碼量最少的方案)
- public class Light : ISwitchable
- {
- private bool isGlowing;
- public void JustSwitch()
- {
- isGlowing = !isGlowing;
- }
- }
代碼 4
這個(gè)設(shè)計(jì)的確可行,但是哪個(gè)方案更好呢?這個(gè)問題就留給各位讀者吧。就拿幾個(gè)Principle逐個(gè)分析下應(yīng)該就可以分析出個(gè)所以然來。(下一節(jié)有簡單提示)
設(shè)計(jì)思想(原則)及技術(shù)方案的濫用
每種設(shè)計(jì)都有他的思路和道理。你覺得不可理喻的設(shè)計(jì)可能恰恰是別人深思熟慮的結(jié)果,只是每個(gè)人的思路不一樣,結(jié)果自然也不相同。但是如果設(shè)計(jì)思路被某種設(shè)計(jì)思想占據(jù)了絕對(duì)主導(dǎo)的地位,就可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)上的偏差。
我把濫用大體上總結(jié)成如下三種:
-
單純的濫用。因?yàn)槲視?huì)這么做,所以就順便這么做了。他們的理論基礎(chǔ)是:雖然現(xiàn)在沒有這要的需求,誰知道以后有沒有呢?我多做一點(diǎn)兒還不好?最典型的癥狀是,所有的類,都有相應(yīng)的接口,全部使用Dependency Injection來實(shí)例化。這不是有病么?
這會(huì)引出一個(gè)比較大的話題,就是怎樣的設(shè)計(jì)算是過度設(shè)計(jì)?這需要單獨(dú)寫一節(jié)來討論這個(gè)問題。就不在這里展開了。
- 程度上的濫用。圖7的設(shè)計(jì),就體現(xiàn)了一個(gè)叫做"Tell, Don't Ask"的原則,或者說是為了將這個(gè)原則"發(fā)揮到極致"而形成的設(shè)計(jì)。而在這個(gè)原則之下寫出的代碼4又是如此簡潔和優(yōu)美;以至于讓想出這個(gè)方案的人,很難主動(dòng)拋棄這個(gè)方案。直到看到這個(gè)方案不能滿足的需求才肯承認(rèn)問題。
- 適用范圍濫用。把某個(gè)原則或是技術(shù)方案當(dāng)萬金油。只要能用得上,就一定要用上一用。導(dǎo)致一葉蔽目,不愿意尋求其它更加合適的技術(shù)方案(項(xiàng)目時(shí)間緊是個(gè)最常見的借口,一知道某個(gè)方案可行,就馬上付諸行動(dòng))。一時(shí)興起,畫了個(gè)漫畫。
圖8. 因?yàn)槭煜せ驊卸瓒峤筮h(yuǎn)
第一篇就說過,優(yōu)秀的設(shè)計(jì)不是藉由幾個(gè)原則、模式就可以保證的。何況是某一個(gè)原則呢?物極必反。今天就不再啰嗦了。大家也都懂。設(shè)計(jì)過程中對(duì)某個(gè)特定的設(shè)計(jì)思想或是技術(shù)過于執(zhí)著,往往會(huì)形成一個(gè)雖可行、卻畸形的設(shè)計(jì)。圖7即是一個(gè)例子。
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一個(gè)真實(shí)的案例
有一家著名的咨詢公司,2009年接了一個(gè)銀行的大單,為期一年,預(yù)計(jì)可以賺到五個(gè)億。但是這個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)在都還沒有結(jié)束,項(xiàng)目延期不僅要給銀行賠償,還要繼續(xù)免費(fèi)給銀行把這個(gè)項(xiàng)目做完。(想想國內(nèi)公司會(huì)怎么做?)2010-2011年度,公司接的其它項(xiàng)目賺的錢幾乎全部貼給了這個(gè)項(xiàng)目。當(dāng)年全公司員工沒有獎(jiǎng)金,部分相關(guān)高層降職降薪。
為什么?一個(gè)可以賺到五個(gè)億的項(xiàng)目卻虧了幾個(gè)億?
目前項(xiàng)目內(nèi)員工的工作效率極低,一個(gè)普通開發(fā)者要兩天才能完成一個(gè)報(bào)表的修改。(現(xiàn)階段是修改,不是全新開發(fā))。所以說人員成本非常大。項(xiàng)目拖上一個(gè)月,數(shù)百萬就打了水漂。
那么效率為什么這么低?他們所有的業(yè)務(wù)邏輯都用PL-SQL實(shí)現(xiàn),大的報(bào)表,涉及到的PL-SQL動(dòng)輒上萬行,而且層層調(diào)用,加之整個(gè)系統(tǒng)有數(shù)千個(gè)表。代碼的測(cè)試,都要先去數(shù)據(jù)庫造假數(shù)據(jù)。效率能高就怪了。
為什么要這么搞?因?yàn)橐婚_始做系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人,對(duì)PL-SQL比較熟悉,對(duì)Java不熟悉,所以就把Java當(dāng)成了UI Wrapper來用。狗屎吧。當(dāng)然還會(huì)有很多其它的因素,但是在技術(shù)層面,這絕對(duì)是重要因素之一。因?yàn)樽约簩?duì)某個(gè)技術(shù)比較熟悉,而不愿意在項(xiàng)目中了解和應(yīng)用更適合的其它技術(shù)方案的人套上CTO之類的外衣,恒等于攪屎棍。
支持開關(guān)控制多個(gè)燈
簡單而言,要讓一個(gè)開關(guān)去控制所有的燈。聽上去很簡單,而且有很多種實(shí)現(xiàn)方式。但是如果仔細(xì)想想,會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多問題。
需求分析,不同于簡單的需求整理
用戶給出的需求總會(huì)是很概括甚至模糊的,不是用戶懶得說,而是用戶覺得自己已經(jīng)說清楚了。以開燈為例,用戶需求就是:"要有一個(gè)統(tǒng)一開關(guān)。",你如果再去追問用戶,要怎么個(gè)統(tǒng)一法?用戶可能就會(huì)不高興了,因?yàn)樗X得這是你應(yīng)該解決的問題。但是如果簡單地把"要有統(tǒng)一開關(guān)"這個(gè)用戶需求直接寫進(jìn)需求文檔的話,就等著項(xiàng)目失敗或是延期吧。
需求分析的第一步,就是要對(duì)用戶的需求進(jìn)行分解、細(xì)節(jié),找出合理用例。比如:用戶要求的是,要有統(tǒng)一開關(guān),但是并沒有說每個(gè)燈就沒有自己的開關(guān)。如果每個(gè)燈又都有自己的開關(guān),統(tǒng)一開關(guān)應(yīng)該如何與各個(gè)專屬開關(guān)協(xié)作呢?從這個(gè)角度,就可以找到一些用例。
- 兩個(gè)燈,都開著。這時(shí)去按統(tǒng)一開關(guān),應(yīng)該是全關(guān)對(duì)吧。也就是說,統(tǒng)一開關(guān)應(yīng)該知道當(dāng)前燈的狀態(tài)。并按當(dāng)前燈的狀態(tài)去執(zhí)行操作。
- 三個(gè)燈,兩個(gè)開著。這時(shí)去按統(tǒng)一開關(guān)呢?統(tǒng)一開關(guān)的意思就是要有統(tǒng)一的行為,用戶肯定不會(huì)希望這個(gè)統(tǒng)一開關(guān)的行為是:把開著的燈關(guān)掉,把關(guān)著的燈打開。怎么辦?統(tǒng)計(jì)現(xiàn)在開著的比率?開著的多就全關(guān)?那如果是兩個(gè)燈,一個(gè)開著,一個(gè)關(guān)著呢?還有一個(gè)辦法是,讓統(tǒng)一開關(guān)使用代碼2的方案:自己記住上次的操作結(jié)果。上次是全關(guān),這次就全開;反之亦然。
也就是說,用例1和用例2都是合理的,但卻是沖突的。這種沖突甚至是一種邏輯上的沖突,已經(jīng)不是技術(shù)局限性的問題了。這種情況,在軟件開發(fā)中也是很常見的。這時(shí),我們拿著自己的分析、自己的想法去詢問用戶的意見,用戶就會(huì)很樂意了。人們都喜歡做選擇題,而不是做問答題。不是么?
現(xiàn)實(shí)中的電路
現(xiàn)實(shí)中的電路圖有兩種做法。(非標(biāo)準(zhǔn)電路,請(qǐng)意會(huì)。強(qiáng)弱電相關(guān)專業(yè)也許可以參考這里)
圖9. 現(xiàn)實(shí)中的兩種簡單的總控加分支開關(guān)電路
前一張圖,分支開關(guān)有絕對(duì)的控制權(quán);后一張圖中開關(guān)中有一個(gè)二極管,開關(guān)的開合用于控制二極管的極性,總開關(guān)的作用就是:把開著的關(guān)掉,把關(guān)著的打開。
看上去就是兩種開關(guān)嘛。
基于派生類的方案
為了讓一個(gè)開關(guān)可以控制多個(gè)燈,對(duì)現(xiàn)有程序設(shè)計(jì)上的改動(dòng)很小。類圖如下:
通過派生新的Switcher,來提供不同的功能。在當(dāng)前的需求下,這個(gè)方案是可行的。未來的需求,就留給未來去解決吧。
小結(jié)
本節(jié)本來是想講講需求決定設(shè)計(jì)這個(gè)理念,從兩個(gè)需求引出兩個(gè)互不兼容的設(shè)計(jì)方案。所以找了兩個(gè)需求一起講,但是最后這兩個(gè)需求并沒多大的沖突,也就沒有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。不過想說的倒是說出來了。就是項(xiàng)目的設(shè)計(jì),最終還是要依賴于需求,任何要做出能夠適應(yīng)未來需求的設(shè)計(jì)的想法,都是不切實(shí)際、勞民傷財(cái)?shù)?。(不知道有多少人?huì)把這句話曲解為"設(shè)計(jì)無用論",如果我認(rèn)為設(shè)計(jì)無用,還會(huì)寫這個(gè)系列嗎?)
這個(gè)系列并不是要講設(shè)計(jì)模式,也不是用小例子做各種分析。只是想通過最簡單的例子講一些大道理(原則)。如果沒有合適的大道理可說,分析出一百個(gè)需求、做出一百個(gè)設(shè)計(jì),也只是魚,而非我想說的漁。
距上節(jié)的發(fā)布也已經(jīng)很久了,因?yàn)槊炕匕l(fā)表時(shí),都會(huì)先想好下回寫什么、怎么寫,并結(jié)尾留個(gè)引子。這次很可惜,想好了下回寫什么,卻死活想不出合適的、簡單的需求來引出這個(gè)問題,也就不知道怎么寫了。所以下回什么能寫好我也不知道。大體上,也許還會(huì)有下而一些道理希望能和大家分享:
- 過度設(shè)計(jì)及關(guān)于"過度"的度量。
- 局部設(shè)計(jì)最優(yōu)化與全局次優(yōu)化之間的權(quán)衡。
- 什么是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及如何正確地借鑒。
新的用戶
下一回講哪個(gè)還沒有講好,但是用戶的需求卻如潮水般涌來。先權(quán)且記下:
- 在開關(guān)上加一個(gè)小燈,表示現(xiàn)在的燈是開還是關(guān)。(因?yàn)殚_關(guān)和燈可能并不在一起)
- 通過開關(guān)調(diào)節(jié)燈的亮度。
- 在開關(guān)上顯示燈的耗電量、溫度、預(yù)期壽命等。
- 定時(shí)開關(guān)。
- 開關(guān)聲控、手勢(shì)控。
- 開關(guān)權(quán)限控制。
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